Im vergangenen Monat gaben Astronomen bekannt, dass sie ein seltenes Bild von zwei Planeten aufgenommen hatten, die sich um einen jungen, 6 Millionen Jahre alten Stern mit dem Namen PDS 70 in 370 Lichtjahren Entfernung gebildet hatten. Nach genauerer Untersuchung haben sie nun etwas gefunden noch überraschender: der erste nachweis einer mondformenden scheibe um einen dieser planeten, die pds 70c.
Die beiden Planeten wurden mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte gefunden, mit dem das Leuchten von Wasserstoff in Gaswolken nachgewiesen werden kann. Die Beobachtungen ermöglichten es den Forschern, die Planeten PDS 70b und PDS 70c zu finden, die beide so groß oder größer als Jupiter sind, durch eine Trümmerwolke um ihren Stern herum zu pflügen, die als zirkumstellare Scheibe bezeichnet wird, und eine nachweisbare Lücke in Gas und Staub zu erzeugen.
In der neuen Studie in The Astrophysical Journal Letters trainierten die Forscher das Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), eine Gruppe von 66 Antennenschüsseln in Nordchile, auf dem PDS 70-System. Das Teleskop kann sehr schwache Radiowellen erkennen, die von feinem Staub abgegeben werden. Durch die Kombination dieser neuen Beobachtungen mit den VLT-Daten und den Bildern des optischen Teleskops geht das Team davon aus, dass eine Staubwolke auch den Planeten PDS 70c umgibt und sich derzeit in der Entstehung von Monden in Planetengröße befindet.
„Zum ersten Mal können wir die verräterischen Anzeichen einer zirkumplanetaren Scheibe eindeutig erkennen, was dazu beiträgt, viele der aktuellen Theorien zur Planetenbildung zu stützen“, heißt es in einer Pressemitteilung der Hauptautorin Andrea Isella von der Rice University. "Wenn wir unsere Beobachtungen mit den hochauflösenden Infrarot- und optischen Bildern vergleichen, können wir klar erkennen, dass eine ansonsten rätselhafte Konzentration winziger Staubpartikel tatsächlich eine Planeten-Staubscheibe ist, die erste solche Eigenschaft, die jemals endgültig beobachtet wurde."
Die Astronomen schätzen, dass 70c etwa das 1- bis 10-fache der Masse von Jupiter beträgt, und die Daten legen nahe, dass es sich bereits um einen vollständig ausgebildeten Planeten handelt, obwohl er möglicherweise immer noch Gas auf seine Oberfläche zieht. Obwohl die Daten keine schlüssigen Anzeichen für vollständig ausgebildete Monde enthüllten, ist es laut Isella möglich, dass erdgroße Monde irgendwo in seiner Staubwolke um 70c kreisen.
Der Befund stützt die seit Jahren bestehenden Hypothesen zur Planeten- und Mondbildung. Aber dies ist eines der ersten Male, dass Astronomen den Prozess in Aktion gesehen haben. "Planeten bilden sich aus Gas- und Staubscheiben um sich neu bildende Sterne, und wenn ein Planet groß genug ist, kann er seine eigene Scheibe bilden, wenn er Material auf seiner Umlaufbahn um den Stern sammelt", erzählt Isella Ashley Strickland vom CNN. "Jupiter und seine Monde sind zum Beispiel ein kleines Planetensystem in unserem Sonnensystem, und es wird angenommen, dass Jupiters Monde aus einer Umfangsplanetenscheibe entstanden sind, als Jupiter noch sehr jung war."
Während der Nachweis einer staubigen Mondwolke um 70c vielversprechend ist, sind weitere Beobachtungen erforderlich, um den Befund zu bestätigen. Sean Andrews vom Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik, der nicht an der Studie beteiligt war, erklärt Nadia Drake von National Geographic, dass er über den Befund optimistisch ist, obwohl die Daten ein wenig wackelig sind. Zum Beispiel zeigen die ALMA-Ergebnisse einen Punkt, der sich auf dem Planeten PDS 70c in der Mitte der Staubscheibe befindet, aber bei Betrachtung in infraroten Wellenlängen wird PDS 70c viel weniger fest. "Es gibt sicherlich einige rätselhafte Aspekte dieser Ergebnisse", sagt er. "Die Umgebung um 'c' erscheint ziemlich kompliziert."
Isella stimmt zu, dass das Signal von 70c schwach ist und weitere Untersuchungen erfordert. Das Team plant, ALMA und andere Bereiche zu verwenden, um das PDS 70-System erneut zu beobachten und mehr über die beobachteten Planeten, Monde und ihre Umlaufbahnen zu erfahren.
